氮化铟基半导体异质生长和掺杂的数值模拟研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11347016
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A25.基础物理
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Indium nitride (InN) is a promising material for near-infrared optoelectronics, high-efficiency solar cells, and high-speed electronics owing to its considerably narrower direct band gap (0.7–0.8 eV) and superior electron transport characteristics compared to AlN and GaN. As the growth of good quality InN single crystals is difficult, this material is usually observed by the hetero-epitaxial growth. InN is usually grown using highly reactive nitrogen sources such as NH3 or N2 plasma, which cause nitridation of the substrate surfaces just before the epitaxial growth. This limits the substrates for the epitaxial growth of InN to chemically stable materials. The suitable substrate materials play an important role for the high-quality epitaxial growth. Development of semiconductor growth techniques on perovskite oxides substrates allows us to fabricate integrated devices which combine the unique properties of superconductors with the conventional semiconductor optical and electronic devices. The fabrication of p- and n-type doped layers underlies the design of virtually all electronic and optoelectronic devices. However, p-type doping in InN has been very difficult to achieve due to its propensity for n-type carrier formation. The knowledge of the InN-based diluted magnetic semiconductors is of great importance for the development of spin-electronic devices, but it is not attracting a lot of attention. We will study the Fourier spectral method for the coupled Schrödinger-Poisson equations, the p-type doped/magnetically doped InN and the microstructure and electrical properties of InN/Sr(Ba,Pb)TiO3 interfaces which include the stable structure and effects of the Column-ⅡA/B and the magnetic dopants on a InN bulk and surface and the adsorption and heterointerface of InN on Sr(Ba,Pb)TiO3. Our study may provide a physical basis and physical insights for the growth and design of InN-based optoelectronic devices.
随着半导体氮化铟(InN)材料生长、测试技术的提高和本征能隙认识的突破,InN有望成为长波长半导体光电器件、全彩显示、高效率太阳能电池等的最佳材料。目前InN体单晶材料主要通过异质外延方法制备,然而常用衬底易氮化,从而影响InN薄膜质量。找到合适的衬底,制备出高质量的InN体单晶材料一直是人们关心的问题。良好的p型和n型掺杂材料是实现InN基光电子器件的前提条件,而人们还没有找到合适的表面p型掺杂候选对象。InN基稀磁半导体的研究有助于自旋电子器件的发展,但其磁性掺杂尚未引起广泛关注。本项目将探索谱方法自洽求解薛定谔—泊松方程,最佳p型/磁性掺杂方案和InN/Sr(Ba,Pb)TiO3异质界面微结构与物理性质,包括II族杂质原子/磁性原子在InN体内和不同(非)极化表面掺杂,InN在Sr(Ba,Pb)TiO3衬底上的吸附生长、异质界面微结构等问题,为InN基光电子器件的制备和设计提供依据。

结项摘要

本课题首先研究InN在BaTiO3(111)和PbTiO3(111)表面吸附生长的结构和电子性质。计算了BaTiO3(111)表面结构弛豫和表面能,BaO3终端面表面能比Ti终端面表面能大。BaTiO3(111)表面In吸附原子比N吸附原子稳定。比较出InN/BaTiO3(111)异质界面原子排列中较稳定的In/BaO3界面,并研究了表面Vo缺陷对In/BaO3异质结影响。计算了PbTiO3(111)的不同终端面的表面巨热力势随元素化学势变化关系,表面相图显示PbO3终端面和Ti终端面可共存。PbTiO3(111)表面In吸附原子比N吸附原子稳定。在所研究的InN/PbTiO3(111)异质界面原子排列中,In/PbO3组成界面比较稳定。In/Ti组成界面的InN/PbTiO3(111)异质结中,Mg或Zn替代In原子组成的替位缺陷可导致InN体内和表面出现p型载流子。随后研究了纤锌矿InN(11-20)薄膜在正交结构LiGaO2(001)衬底吸附生长的结构和电子性质。对于LiGaO2 (001)解理的LiGa终端面和O2终端面,In吸附原子比N原子更稳定。随LiGaO2(001)衬底上的N的覆盖度增加将形成N-N二聚物。表面巨热力势计算结果显示完整的LiGaO2(001)的O2终端面比缺陷O2终端面稳定。InN(11-20)‖LiGaO2(001)异质界面原子排列组合中InN/O2 排列稳定。在LiGaO2(001)的O2终端面反位缺陷InN可能充当InN P型掺杂行为的一个潜在来源。最后研究Ge在SrTiO3(001)表面原子结构和其电子性质。获得Ge在干净SrO和TiO2终端面生长的稳定位,并计算了电子性质。同时考虑了Ge在缺陷表面生长,检查了本征点缺陷巨热力势并做出了相图。比较分析了理想和缺陷条件下异质结构的电子性质。此外,我们还研究SrTiO3(111)极化表面的结构和电子性质。解释了STO(111)表面存在二维电子气的现象。申请人访学期间研究了Ge/SrHfO3、Ge/SrZrO3、GaAs/BaTiO3和GaAs/SrHfO3异质结构表面和界面的结构和电子性质,提出半导体/绝缘氧化物异质界面可以存在二维电子气。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Interface properties of Ge <span style="font-size:9.0pt;
接口属性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    J. Cryst. Growth
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tang Gang;Zhang Junting;Guo S;ong;Han Yujia
  • 通讯作者:
    Han Yujia
Two-dimensional electron gas in GaAs/<span style="font-size:9.0
GaAs/ 中的二维电子气
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    J. Appl. Phys.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tang, Gang;Li, Huichao;Zhang, Junting;Guo, S;ong
  • 通讯作者:
    ong
Structural distortion and charge redistribution in SrTiO3 (111) polar surfaces
SrTiO3(111)极性表面的结构畸变和电荷重新分布
  • DOI:
    10.1016/j.vacuum.2015.06.023
  • 发表时间:
    2015-10
  • 期刊:
    Vacuum
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Yin Yan;Wang Jianli;Zhu Huiping;Lv Kai;Wu X. S.
  • 通讯作者:
    Wu X. S.
Electronic and structural characterization of InN heterostructures grown on β-LiGaO2 (001) substrates
β-LiGaO2 (001) 基板上生长的 InN 异质结构的电子和结构表征
  • DOI:
    10.1016/j.vacuum.2015.05.004
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
    Vacuum
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wang, Jianli;Pu, Long;Tang, Gang;Zhang, Junting
  • 通讯作者:
    Zhang, Junting
The structure and electronic properties <span clas
<b><span style="font-size:14.0pt;font-family:" color:black;"="">结构和</span><span style="font-size:14.0pt;font-
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Vacuum
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhang, Junting;Tang, Gang;Han, Yujia;Wu, X.S.
  • 通讯作者:
    Wu, X.S.

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

氮化铟(0001)干净和缺陷表面结构
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    河南师范大学学报(自然科学版)Vol 35(2), (2008) (inpress)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴宪起;王建利;闫慧娟
  • 通讯作者:
    闫慧娟
林间作业环境内采育目标立木间株距的计算
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    湖北农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王典;刘晋浩;王建利;孙治博
  • 通讯作者:
    孙治博
基于光学三角形法与图像处理的立木胸径测量方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    农业机械学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王建利;李婷;王典;刘晋浩
  • 通讯作者:
    刘晋浩
基于差分计算的林木测量二维点云数据滤波
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    西北林学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王建利;刘晋浩;王典;王璐
  • 通讯作者:
    王璐
Layout and support technology of entry for pillar face
柱面入口布置及支护技术
  • DOI:
    10.1016/j.ijmst.2016.05.040
  • 发表时间:
    2016-09
  • 期刊:
    International Journal of Mining Science and Technology
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    王建利;徐营;李文峰;王襄禹;柏建彪
  • 通讯作者:
    柏建彪

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王建利的其他基金

Ⅲ族氮化物半导体/钙钛矿氧化物异质界面微结构与物性研究
  • 批准号:
    11147126
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    5.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码